초록 ▼

개발 목적 및 필요성
○ 네오디뮴(Neodymium, Nd)은 NdFeB 영구자석의 주요 소재로서 최근 전세계 수요량 증가율이 50% 이상을 나타내고 있으며, 이에 따라, 국내 사용후 폐자석 발생량도 지속적으로 증가하고 있는 실정임
○ 현재 국내에서는 영구자석이 포함되어 있는 모터를 고철로서 처분하고 있어, Nd 희토류 자원의 손실이 심각하며, 이에 대한 순환 활용 기술개발이 시급한 상황임
○ 특히, 자원빈국인 우리나라 실정에서는 품위 고가자원인 NdFeB계 폐자석의 순환활용은 폐자원 저감에 의한 환경 문제 해결과

개발 목적 및 필요성
○ 네오디뮴(Neodymium, Nd)은 NdFeB 영구자석의 주요 소재로서 최근 전세계 수요량 증가율이 50% 이상을 나타내고 있으며, 이에 따라, 국내 사용후 폐자석 발생량도 지속적으로 증가하고 있는 실정임
○ 현재 국내에서는 영구자석이 포함되어 있는 모터를 고철로서 처분하고 있어, Nd 희토류 자원의 손실이 심각하며, 이에 대한 순환 활용 기술개발이 시급한 상황임
○ 특히, 자원빈국인 우리나라 실정에서는 품위 고가자원인 NdFeB계 폐자석의 순환활용은 폐자원 저감에 의한 환경 문제 해결과 더불어 원료 수급체계 구축 측면에서도 매우 중요
○ 본 과제를 통하여 NdFeB계 폐자석의 친환경/고효율 재활용 공정 기술 개발하고 이를 바탕으로 국내 NdFeB계 자석의 자원 순환 구조 체계 활성화를 이루고자 함

연구개발결과
○ 폐영구자석/스크랩으로부터 Nd/Dy 회수 일괄공정 Pilot plant 구축
- 규모 : 60톤/년
- 폐영구자석 Pilot plant 설비
: 파분쇄기-산화배소로-황산침출조-복염침전조-수산화물전환조
-염산용해조-혼합침강조-화합물제조
- 가공스크랩 Pilot plant 설비
: NaOH 침지조-산화배소로(-염산용해조-혼합침강조-화합물제조)
○ 폐영구자석으로부터 Nd/Dy 회수 실용화 공정 개발
- 희토류 침출율 : Nd 97%, Dy 98%
- Nd/Dy 분리정제 및 고순도화 공정 회수율 : 96%↑
- Nd/Dy 화합물 순도 : 3N급 (Nd-oxalate)
○ 폐수 저감 시스템 구축
○ 가공스크랩으로부터 Nd/Dy 회수 실용화 신제련 공정 개발
- 친환경/고효율 제련 공정 개발
: 탈지/NaOH 침지-산화배소-염산용해-용매추출-화합물제조
- Nd/Dy 선택적 침출률(염화희토류용액 회수율) : 95%↑
: Fe 침출 미량 (ppm 수준)
○ 철부산물 활용 철나노소재 제조 공정 개발
- pilot plant 구축 : 철환원제조조 400L
- 나노철 제조 공정 조건 확립
○ 실용화 공정 경제성 평가 및 실증화 Engineering 자료집 구축 (250톤/년)

성능사양 및 기술개발 수준
○ 본 연구에서 개발된 NdFeB계 폐 영구자석에서 희토류 원소 회수 기술은 투입 폐자석에서의 희토류 원소 회수율이 93%이상의 높은 수준을 나타내며, 회수된 희토류 화합물 순도가 99.9%이상의 고순도를 나타냄. 특히,공정 발생 폐수의 재사용 순환시스템을 이루어 폐산의 발생량을 억제함과 동시에 희토류 회수율을 극대화하여 경제성과 친환경성을 동시에 확보 가능케 함
○ NdFeB계 영구자석 가공스크랩 재활용 신제련 공정 기술은 가공스크랩 함유 절삭유의 친환경제거에 의한 친환경성 확보와 함께 공정 단순화를 통한 효율성 향상으로 높은 수준의 경제성 확보 가능케 함

활용계획
○ PhaseⅠ 연구 개발 종료 후 참여기업을 주관으로 한 Phase Ⅱ 실증사업화 연구과제 추진에 활용함
○ 2016년 7월에 Phase-1 연구개발 성과를 참여기업에 기술이전 예정
○ PhaseⅠ 연구에서 구축된 실용화 공정을 활용하여 참여기업에서 사업화 추진
○ 참여기업의 중국내 현지 NdFeB계 영구자석 생산 공장 사업 네트워크를 통한 중국내 기술 이전 및 시장진출 추진 예정

( 출처 : 요약서 4p )

Abstract ▼

Ⅳ. Results
○ Establishment of the source technology for the recycling of NdFeB waste magnets and scraps
- Development of the technical unit and source process technology for the recycling of NdFeB waste magnets
- Establishment of recycling process composed of several steps; Crush/grinding-O

Ⅳ. Results
○ Establishment of the source technology for the recycling of NdFeB waste magnets and scraps
- Development of the technical unit and source process technology for the recycling of NdFeB waste magnets
- Establishment of recycling process composed of several steps; Crush/grinding-Oxidation roasting-Sulfuric acid leaching- Separation of REEs(Rare Earth Elements)/non-REEs(Double salt precipitation)-Caustic conversion-Hydrochloric dissolution-Purification of s REEs(Solvent extraction)-Synthesis of compounds
- High recovery of more than 95% and purity of more than 99.9% obtained

○ Establishment of the practice technology for the recycling of NdFeB waste magnets
- Development of the practice process for the recycling of NdFeB waste magnets and scraps
- Construction of pilot plant(60ton/year capacity) composed of several unit facilities such as Jaw crusher/Roll mil, Rotary kiln, Leaching tank, Double salt precipitation tank, caustic conversion tank, hydrochloric dissolution tank, mixer settler, tank for the synthesis of REE compounds and filter presses
- high yield of 97% for leaching and recovery yield of 96% for separation and purification, and high purity of 3N grade obtained
- Framing of engineering sourcebook for demonstration study

○ Establishment of the novel technology for the recycling of NdFeB manufacturing scraps
- Development of novel pretreatment process composed of caustic digestion and oxidation roasting applicable for scraps of which is not oxidized due to cutting oils which give rise to products with Nd₂O₃ and Fe₂O₃ and without mixed oxide NdFeO₃
- High selective leaching of REEs from pretreatment products obtained where more than 95% of REEs are leached, however that of iron are negligible
- Highly efficiency of degreasing obtained by caustic digestion with butanol
- Eshtablishment of highly efficient and eco-friendly process of Degreasing/Cuastic digestion-Oxidation roasting-Hydrochloric dissolution-Purification of REEs(solvent extraction)-Synthesis of compounds
- Framing of engineering sourcebook for demonstration study

( 출처 : SUMMARY 15p )

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 요 약 서 ... 4
• 요 약 문 ... 7
• SUMMARY ... 14
• 목차 ... 19
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 20
• 1-1. 연구개발 목적 ... 20
• 1-2. 연구개발의 필요성 ... 21
• 1-3. 연구개발 범위 ... 23
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 24
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 36
• 3-1. 연구개발의 내용(범위) 및 최종목표 ... 36
• 3-2. 연구개발 결과 및 토의 ... 41
• 3-3. 연구개발 결과 요약 ... 130
• 4. 목표달성도 및 관련분야 기여도 ... 134
• 4-1. 목표달성도 ... 134
• 4-2. 관련분야 기여도 ... 136
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 138
• 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 139
• 7. 연구개발결과의 보안등급 ... 141
• 8. 국가과학기술종합정보시스템(NTIS)에 등록한 연구시설·장비 현황 ... 142
• 9. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전조치 이행실적 ... 143
• 10. 연구개발과제의 대표적 연구실적 ... 144
• 11. 기타사항 ... 145
• 12. 참고문헌 ... 146
• 끝페이지 ... 147